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膜分离技术简介PPT课件
• 在水处理领域，反渗透、微滤、超滤、纳滤等压力驱动膜分离过程的应用更为广泛。而与反渗透相比，超 滤由于操作压力低，能耗小等独特的优点在国外常常被用于替代常规处理或深度处理，并且其应用研究日 益受到广泛关注。
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膜材料及种类
• 用于分离膜的种类很多。 • 以高分子材ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制成的聚合膜居多。
• 用于制膜的高分子材料：纤维素酯、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、 聚四氟乙烯、聚氯乙烯、硅橡胶等。
• 无机膜的制备已成为研究热点，其增长速度远快于聚合物膜。
• 以金属及氧化物、陶瓷、多孔玻璃和某些热固性聚合物为材料。其热力学、化 学稳定性好，使用寿命长。
般是指固液分离或气液分离。 • ——膜分离过程将这一应用扩展到了固体或液体溶液中溶解性物质的分离。即以选择性
透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力时，原料侧组分选择性地透过膜，从而达到 分离或提纯的目的。 • ——不同的膜分离过程中所用的膜具有一定的结构、材质和选择特性;被隔开的两相可 以是液态，也可以是气态;推动力可以是压力梯度、浓度梯度或电位梯度，所以不同的 膜分离过程的分离体系和适用范围也不同 。 • 膜分离有希望代替精馏。从国内情况看，实验室研制应用好，但转化为生产规模有难度。 尤其是膜的质量、膜的组装、密封等。
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膜技术的应用
• 膜的商业应用：
20C60S第一代膜技术，液体分离，微滤、超滤、反渗 透、电渗析。 20C70S，第二代膜技术，气体分离膜技术。 20C80S第三代膜技术，渗透汽化
膜分离技术的介绍及应用讲解
题目：膜分离技术读书报告日期2015年11月20日目录一、膜的种类特点及分离原理 (1)二、最新膜分离技术进展 (3)1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3)1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3)1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3)1.2.1 在超滤方面 (4)1.2.2 在纳滤方面 (4)1.2.3 在渗透方面 (5)1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5)2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6)2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7)2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7)2.1.2 修饰技术 (7)一、膜的种类特点及分离原理膜分离技术（membrane separation technology, MST）是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。
常用的膜分离方法主要有微滤（micro-filtration, MF）、超滤（ultra-filtration，UF）、纳滤（nano-filtration，NF）、反渗透（reverse-osmosis, RO）和电渗析（eletro-dialysis, ED）等。
MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离，可以说是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一，也是当代国际上公认的最具效益技术之一。
分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性，按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同，可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析（Dialysis, D）、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世纪80年代的气体分离（gas-separation, GS）、20世纪90年代的PV和乳化液膜（emulsionliquid membrane, ELM）等。
膜分离技术介绍
“膜”的定义： 如果在一个流体相内或两个流体 相之间有一薄层凝聚相物质把流 体分隔开来成为两部分，则这一 薄层物质就是膜。这里所谓的凝 聚相物质可以是固态的，也可以 是液态或气态的。
膜分离技术的定义： 膜分离技术是以选择性透过膜 为分离介质,当在两侧施加某种 推动力时,原料侧组分就会选择 性透过膜,从而达到分离和提纯 的目的。
膜的分类——管式膜
管式膜的结构原理与管式换热器类似，管内与管 外分别走料液与透过液。管式膜的排列形式有列管、 排管或盘管等。管式膜分为外压和内压两种。外压 即为膜在支撑管的外侧，因外压管需有耐高压的外 壳，应用较少；膜在管内侧的则为内压管式膜。亦 有内、外压结合的套管式管式膜组件。 管式膜组件的缺点是单位体积膜组件的膜面积少， 一般仅为33-330m2/m3，除特殊场合外，一般不被 使用。
可反向冲洗、使用寿命长
分离极限和选择性是可控制的
成本高、易碎的特性要求有特殊的构造
膜本身的热稳定性常常由于密封材料的 缘故而不能得到充分的利用 因此无机膜在工业中的应用范围受限。
膜分离过程的分类：
膜分离过程的主要特点是以选择透过膜 作为组分分离的手段。当膜两侧存在某种 推动力(如压力差、浓度差、电位差)时， 原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、 提纯的目的。膜分离过程可概述为以下三 种形式。
膜分离技术——电渗析 电渗析(Electro dialysis,简称ED)
电渗析也是较早研究和应用的一种膜分 离技术，它是利用离子交换膜能选择性地 使阴离子或阳离子通过的性质，在直流电 场的作用下，以电位差为推动力，使阴阳 离子分别透过相应的膜从而达到从溶液中 分离电解质的目的，目前主要用于水溶液 中除去电解质(如盐水的淡化等)、电解质 与非电解质的分离和膜电解等。
膜分离技术
膜分离技术膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔。
膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。
有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
微滤（MF）通常孔径范围在0.1～1微米，大于1微米不能通过。
又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。
微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。
无机膜材料有陶瓷和金属等。
鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。
可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
超滤（UF），膜两侧需压力差，膜孔径在0.05um至1nm之间，通常截留分子量范围在1000～300000。
是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm 之间。
超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。
以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
纳滤（NF），孔径为几纳米，截留分子量在80～1000的范围内。
膜分离技术
高等分离工程
为了提高透过液的回收率，将部分浓缩液返回进料储罐 与原有的料液混合后，再次通过膜组件进行分离而采用 部分浓缩液循环的流程。此时经过膜组件的料液浓度高， 在截留率保持不变的情况下，透过的水质有所下降。
高等分离工程
该图是最简单的一级多段连续式流程。它是将第一 段的浓缩液作为第二段的进料液，再把第二段的浓缩液 作为下一段的进料液，而各段的透过液连续排出。这种 方式的透过液回收率高，浓缩液的量较少，但其溶质浓 度较高。 在反渗透的应用过程中，还采用多级多段连续式和 循环式工艺流程，操作方式与上述三种工艺流程相似
式中π2和π1分别为原液测与透过液测的渗透压 由此可见，为了进行反渗透过程，在膜两侧施加的压力 差必须大于两侧溶液的渗透压差，一般反渗透过程的操 作压力差为2—10MPa。
高等分离工程
1.2 反渗透的工艺
1.2.1 反渗透膜 反渗透膜用的材料几乎全为有机高分子物质。醋酸 纤维素是开发最早的膜材料，用它制成的反渗透膜在分 离性能上有一下规律： ①离子电荷越大，脱除就越容易 ②对碱金属的卤化物，卤素位置越在周期表的下方，脱 除越不容易，无机酸则相反。 ③硝酸盐、高氯酸盐、氰化物等盐均不易脱除 ④许多相对分子质量低的非电解质，包括某些气体溶液、 弱酸和有机分子，不易脱除
反渗透过程实现 满足的两个条件
操作压力必须高于溶液的渗透压
高等分离工程
1.1 反渗透的基本原理
当用一个半透膜分离两种不同浓度的溶液时，膜仅 允许溶剂分子通过。由于浓溶液中溶剂的化学势低于它 在稀溶液中的化学势，稀溶液中的溶剂分子会自发的透 过半透膜向浓溶液中迁移。
高等分离工程 渗透是由于存在化学势梯度而应起的自发扩散现象。如 图：在左右半池中分别放置纯水和盐水溶液，中间被只 能透过纯水的半透膜隔开，在一定温度和压力下，设纯 水的化学势为μ0（T,P1），则盐溶液中水的化学势为
膜分离技术
乳状液膜示意图
支撑液膜示意图
3.2
膜蒸馏
膜蒸馏是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为 传质驱动力的膜分离过程，基本原理如下图：
优点：（1）常压下进行，设备简单、操作方便 （2）只有水蒸汽能透过膜孔，所以蒸馏液十分纯净（3）可以处理极高浓度 的水溶液，是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程； （4）无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差，就可以进行， 有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源。
2.1
应用
微滤
（1）水的高度净化：除菌和微粒 （2）食品、饮料、酒类、酱油醋等悬浮物、
微生物和异味杂质
（3）药液的过滤除菌 （4）发酵工业的空气净化和除菌。
2.2
超滤
行分离的筛分过程，其截断分子量一般在6000到50万， 如多糖、蛋白质、酶、胶体等。 孔径为几十nm，操作压0.2-1MPa
定义：以压力差为动力，利用超滤膜不同孔径对液体中溶质进
剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透 压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧 得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。
2.4
反渗透
特点：所分离物质分子量一般小于500，操作压2-100MPa
膜结构：反渗透膜通常使用非对称膜和复合膜,孔径小于0.5nm
3
新型膜分离技术
液膜萃取 亲和膜分离 渗透蒸发 气体分离 膜蒸馏
膜反应器
泡沫分离
3.1
液膜萃取
原理：液膜萃取技术是一种以液膜为分离介质，利用液膜 的选择透过性，以浓度差为推动力的一种新型膜分离方法， 结合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点
膜分离简介
膜材料
特点
膜组件
一、平板式组件
二、圆管式
圆管式膜组件的机构主要将 膜和支撑体均制成管状。
三、螺旋式膜组件 螺旋卷式膜组件是将做好的平板膜密封成膜袋，在两膜 袋间衬以网状间隔材料并紧密地卷绕在多孔中心管上制成。
1-密封圈(原溶液)；2-渗透物收集管；3、4-浓缩物； 5、9-进料-分隔板；6、8-膜；7-渗透物-分隔板； 10-膜的粘合；11-外壳；12-渗透槽
纳滤膜孔径 0.0005～0.005m： 低聚糖、染料、多价离子 反渗透膜孔径0.0001～0.001m： 电解质、较大的有机溶质 水、较小的有机溶质
渗透
在半透膜两侧的两种溶液中，小分子溶质或溶剂通过膜进 行交换，而大分子被截留在各自的一侧的现象，称为透析。
人工肾是透析过程最成功的 范例。自1943年Kolff用醋 酸纤维素膜制成的人工肾对 血液进行透析治疗尿毒症获 得成功后，透析技术在血液 滤过、血液灌流和血浆分离
等多种治疗方法上得到应用。
反渗透
P>
盐 水
半透膜
纯 水
半透膜
盐 水
纯 水
半透膜
盐 水
纯 水
渗透
渗透平衡
反渗透
反渗透膜几乎无孔，可以截留大多数溶质（包括离子） 而使溶剂通过，操作压力一般为2～10MPa；
理想水溶液渗透压：＝cBRT
微滤
微滤膜孔径为0.05～10µ m，能截留胶体颗粒、微生物
溶剂、离子、 胶体及各类 小分子 大分子 水、溶剂 离子 悬浮物、溶 解物、胶体 非解离和大 分子颗粒 难渗透气体
气体的溶解-扩 易渗透气体 散
溶解—扩散
通过膜的扩散
易溶解或易 不易溶解或 挥发组分 难挥发组分 高蒸汽压的 挥发组分 非挥发的小 分子和溶剂
膜分离技术概述
膜分离技术概述天然色素应用技术推广实验室膜分离（Membrane Separating）是利用天然或人工制备的具有选择透过性膜，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。
膜分离法可以用于液相和气相，对液相分离，可以用于水溶液体系、非水溶液体系以及水溶胶体系。
膜分离技术由于省能、高效、简单、造价低、易于操作，可代替传统的分离技术（如精馏、蒸发、萃取、结晶等过程），所以是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高技术之一。
膜分离过程的发展概况膜分离技术研究应用虽有上百年时间，但是由于制膜的技术所限，在工业中应用还仅一、二十年的时间。
目前膜法除大规模用于各种水处理外，还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、核工业等领域得到应用。
全球已有30多个国家和地区的2000多个科研机构从事膜技术研究和应用开发，已形成了一个较为完整的边缘学科和新兴产业，并正逐步地有针对地代替目前的一些传统分离净化工艺，而且朝反应-分离耦合、集成分离技术等方面发展。
据报道，1998世界膜产品市场销售额已超过440亿美元，且以14%~30%的年增长速度在发展。
膜产业将是21世纪新型十大高科技产业之一。
在膜分离技术中，微滤、超滤、反渗透和电渗析分离过程已较为成熟。
这些膜过程的应用比大概为：微滤35.71%；反渗透13.04%；超滤19.10%；电渗析3.42%；气体分离9.32%；血液透析17.70%；其他1.71%。
膜分离技术特点膜分离与传统的分离技术（蒸馏、吸收、吸附、萃取、深冷分离等）相比，具有以下特点：<1>膜分离过程不发生相变化，耗能少，可以保持物质的原态、特别适合热敏性物质，如酶、果汁、某些药品的分离浓缩、精制等。
<2>膜分离技术不耗化学试剂和添加剂，不会因此而污染产品；<3>膜分离通常是一个高效的分离过程，目前已广泛的应用与盐水与海水淡化、工业用水和生活用水的净化、溶质的浓缩与分离过程。
膜分离技术
（三）超滤
1．超滤原理
超滤过程的推动力是膜两侧的 压力差。当液体在压力差的推 动力下流过膜表面时，溶液叫 直径比膜孔小的分子将透过膜 进入低压侧，而直径比座孔大 的分子则被截留下来，透过膜 的液体称为透过液，剩余的液 体称为浓缩液。
•在超滤过程中，单位时间内通过膜的溶液体积称为膜 通量。由于膜不仅本身具有阻力，而且在超滤过程中还 会因浓度极化、形成凝胶层、受到污染等原因而产生新 的阻力。因此，随着超滤过程的进行，膜通量将逐渐下 降。 • 超滤膜的孔径为(1～5)×10－8m，膜表面有效截留层的 厚度较小，一般仅为 (1～ 100)×10 － 7m ，操作压力差一 般为0.1～0.5MPa，可分离分子量500以上的大分子和胶 体微粒。常用的膜材料有醋酸纤维、聚砜、聚丙烯腈、 聚酰胺、聚偏氟乙烯等。 •超滤可有效出去水中的微粒、胶体、细菌、热原质和 各种有机物，但几乎不能截留无机离子。
•①尽可能提高液体流速，以强化溶液主体与膜表面之间的 传质，这是减少浓差极化效应的重要措施。
•②膜的尺寸不宜过大，以使溶液在整个膜表面上能够均匀 流动。一般来说，膜的尺寸越大，就越难达到均匀的流动。 •③采取较小的膜间距，以减小电阻。 •④采用清洗沉淀或互换电极等措施，以消除离子交换膜上 的沉淀。 •⑤适当提高操作温度，以提高扩散系数。
膜分离原理
（二）膜的分类 膜分为合成膜和生物膜（原生质、细胞膜），合成膜包括 液膜和固膜。液膜分为乳状液膜和带支撑层的液膜；固膜 分为有机膜和无机膜。 （三）膜材料 用来制备膜的材料主要分为有机高分子材料和无机材料两 大类。 1．有机膜材料 目前在工业中应用的有机膜材料主要有醋酸纤维素类、聚 砜类、聚酰胺类和聚丙烯腈等。 2．无机膜材料 无机膜的制备多以金属、金属氧化物、陶瓷和多孔玻璃为 材料。
膜分离技术简介
膜分离技术简介膜分离技术简介摘要：简要叙述膜分离技术的原理、特点、分类及其在工业上的广泛应用并展望它的发展前景。
关键词：膜分离应用前景1 引言自从1748年Abble Nollet 发现了动物体内的半透膜以来，膜分离技术经过近3个世纪的不断发展和完善，目前已成为一种重要的单元工艺。
现在我们所指的膜分离法，是指用天然的或人工合成的高分子薄膜，通过在膜两侧施加一种或多种推动力，使原料中的某些组分选择性的优先透过膜，从而达到混合物分离和产物的提取、浓缩、纯化等目的。
2 膜分离的机理膜分离过程有多种，不同的分离过程所采用的膜及施加的推动力不同。
具体如下：微滤：膜孔径为0.05—10μm，为均相非对称膜，主要从气相和液相物质中截留更细小的悬浮物、微生物、微粒、细菌、污染物等，以达到净化和浓缩的目的，属于压力驱动型的膜分离过程。
其实质是利用膜的“筛分”作用来进行的。
“筛分”作用即比膜孔大的颗粒的机械截留、微粒间的相互作用及膜表面的吸附、颗粒间的桥梁作用这三种方式实现的。
超滤：膜孔径为0.001—0.05μm，为非对称复合膜，主要用于分离液相物质如生物大分子等。
超滤的分离机理是压力驱动下的筛孔分离过程。
超滤与微滤类似，不过其膜孔径更小，过滤精度更高，实际压力比微滤略高。
反渗透：膜孔径为0.1—1nm非对称复合膜。
与其他压力驱动膜过程相比，反渗透是最精细的过程。
其过滤实质是利用反渗透膜具有的选择透过性溶剂而截留离子物质的性质。
其常用于截留溶液中的盐或者其他小分子物质之间，压力差与溶液中的溶质浓度有关。
电渗析：是在电场力的作用力下，溶液中的反离子发生定向迁移并通过膜，以达到去除溶液中离子的一种膜分离过程。
所采用的膜为荷电的离子交换膜。
目前电渗析已大规模用于苦咸水脱盐、纯净水制备等，也可以用于有机酸的分离与纯化。
膜电解与电渗析在传递机理上相同，但存在电极反应，主要用于食盐电解生成氢氧化钠及氯气等。
气体分离：是根据混合气体中各组分在压差推动力下透过膜的渗透速率不同，实现混合气体分离的一种膜分离过程。
膜分离技术
膜分离技术膜分离技术是材料科学和过程工程科学等诸多学科交叉结合、相互渗透而产生的新领域，是当代新型高效的共性技术，特别适合于现代工业对节能、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要，成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分。
膜分离技术推广应用的覆盖面在一定程度上反映一个国家过程工业，能源利用和环境保护的水平。
膜分离技术以选择性透过膜为分离介质。
在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。
膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。
现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体膜分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术。
膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作(如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换等)相比较，其过程大多为无相变化，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻等优点。
1.微滤(MF)Microfiltration，其特点：对称细孔高分子膜，孔径0.03～10 nm，滤除≥50 nm的颗粒，以压力差为分离驱动力，透过物质：水、溶剂和溶解物，被截留物质：悬浮物、细菌和微粒子。
2.超滤(UF)Ultrafiltration，其特点：非对称结构的多孔膜，孔径l～20 nm，滤除5～100 nm的颗粒，以压力差为分离驱动力，透过物质：溶剂、离子和小分子，被截留物质：蛋白质、各类酶、细菌和乳胶。
3.纳滤(NF)Nanofiltration，其特点：1 nm的微孔结构，滤除相对分子质量在200～2000，以压力差为分离驱动力，透过物质：水、溶剂、相对分子质量<200，被截留物质：溶质、二价盐、糖和染料 (相对分子质量200～1000)。
4.反渗透(RO)Reverse Osmosis，其特点：带皮层的不对称膜、复合膜(<l nm)，用于水溶液中溶解性盐的脱除，以压力差为分离驱动力，透过物质：水、溶剂，被截留物质：无机盐、糖类、氨基酸和BOD。
膜分离技术及应用
膜分离技术及应用1 膜分离技术的简介1.1 膜分离的概念利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
膜分离的一般示意性图见图1。
1.2 膜的简介在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。
膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体。
被膜分开的流体相物质图1 膜分离过程示意图是液体或气体。
膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜。
1.2.1 对于不同种类的膜都有一个基本要求：（1）耐压：膜孔径小，要保持高通量就必须施加较高的压力，一般模操作的压力范围在0.1~0.5Mpa，反渗透膜的压力更高，约为1~10MPa（2）耐高温：高通量带来的温度升高和清洗的需要（3）耐酸碱：防止分离过程中，以及清洗过程中的水解；（4）化学相容性：保持膜的稳定性；（5）生物相容性：防止生物大分子的变性；（6）成本低。
1.2.2 膜的分类按孔径大小：微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜按膜结构：对称性膜、不对称膜、复合膜按材料分：有机高分子（天然高分子材料膜、合成高分子材料膜）膜、无机材料膜1.2.3 各种膜材料（1）天然高分子材料膜主要是纤维素的衍生物，有醋酸纤维、硝酸纤维和再生纤维素等。
其中醋酸纤维膜的截盐能力强，常用作反渗透膜，也可用作微滤膜和超滤膜。
醋酸纤维膜使用最高温度和pH范围有限，一般使用温度低于45~50℃，pH3~8。
再生纤维素可制造透析膜和微滤膜。
（2）合成高分子材料膜市售膜的大部分为合成高分子膜，种类很多，主要有聚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚烯类和含氟聚合物等。
其中聚砜是最常用的膜材料之一，主要用于制造超滤膜。
聚砜膜的特点是耐高温(一般为70~80℃，有些可高达125℃)，适用pH 范围广(pH=l~13)，耐氯能力强，可调节孔径范围宽(1~20nm)。
但聚砜膜耐压能力较低，一般平板膜的操作压力权限为0.5~1.0MPa 。
膜分离技术
膜分离技术膜分离技术是材料科学和过程工程科学等诸多学科交叉结合、相互渗透而产生的新领域，是当代新型高效的共性技术，特别适合于现代工业对节能、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要，成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分。
膜分离技术推广应用的覆盖面在一定程度上反映一个国家过程工业，能源利用和环境保护的水平。
膜分离技术以选择性透过膜为分离介质。
在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。
膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。
现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体膜分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术。
膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作(如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换等)相比较，其过程大多为无相变化，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻等优点。
1.微滤(MF)Microfiltration，其特点：对称细孔高分子膜，孔径0.03～10 nm，滤除≥50nm的颗粒，以压力差为分离驱动力，透过物质：水、溶剂和溶解物，被截留物质：悬浮物、细菌和微粒子。
2.超滤(UF)Ultrafiltration，其特点：非对称结构的多孔膜，孔径l～20nm，滤除5～100nm的颗粒，以压力差为分离驱动力，透过物质：溶剂、离子和小分子，被截留物质：蛋白质、各类酶、细菌和乳胶。
3.纳滤(NF)Nanofiltration，其特点：1nm的微孔结构，滤除相对分子质量在200～2000，以压力差为分离驱动力，透过物质：水、溶剂、相对分子质量<200，被截留物质：溶质、二价盐、糖和染料(相对分子质量200～1000)。
4.反渗透(RO)Reverse Osmosis，其特点：带皮层的不对称膜、复合膜(<l nm)，用于水溶液中溶解性盐的脱除，以压力差为分离驱动力，透过物质：水、溶剂，被截留物质：无机盐、糖类、氨基酸和BOD。
膜分离技术概述
无化学变化 典型的物理分离过程， 不用化学试剂和添加剂， 产品不受污染。
选择性好 可在分子级内进行物质分 离，具有普遍滤材无法取代的 卓越性能。 适应性强 处理规模可大可小，可以 连续也可以间隙进行，工艺简 单，操作方便，易于自动化。
纳滤的应用
纳滤的主要应用领域涉及到食品 工业、植物深加工、饮料工业、 农产品深加工、精细化工、环保 工业等。在水处理中是专门为了 高度脱除水中总有机碳( TOC )过率( 40% ~ 60% ), 是脱 除地表水和地下水中的有机物并 进行部分软化处理的理想膜元件, 满足维持口感和输送管网所需的 最低硬度。
微
滤
微滤：微滤又称精过滤，其基本原理属于筛 2 网状过滤，由于每cm 滤膜中约含有1000 万至1 亿个小孔，孔隙率占总体积的70％～80％，阻力 很小，过滤速度较快。基于微孔滤膜的分离特征， 微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留 微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、 浓缩的目的。
微滤的应用
纳 滤
纳滤：纳滤膜是一种特殊的分离膜, 因其表面分离层拥 有1nm 左右的微孔结构, 故称之为“纳滤膜”。从功能上 定义则是允许溶剂分子或某些低相对分子质量溶质或低价 离子透过的一种功能性半透膜。对离子而言, 离子价数越 高, 纳滤膜对其截流率就越高, 一般而言, 纳滤膜让一价离 子通过, 二价或多价离子会被截留或大部分被截流。纳滤 膜可在很低的操作压力下有效脱除有毒有害物质, 又能有 效地保留部分营养离子, 而且具有较高的水通量。
壁挂式纳滤
膜分离技术简介全
非对称性膜复合膜
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膜过程
推动力
传递机理
透过物
截留物
膜类型
渗析
浓度差
溶质的扩散传递
低分子量物、离子
溶剂
非对称性膜
电渗析
电位差
电解质离子的
离子交换膜
气体分离
压力差
气体和蒸汽的 扩散渗透
气体或蒸汽
难渗透性气 体或蒸汽
均相膜、复合膜，非对称膜
渗透蒸发
压力差
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膜的清洗一般选用水、盐溶液、稀酸、稀碱、表面活性剂、络合剂、氧化剂和酶溶液等为清洗剂。具体用何种清洗剂应根据膜的性质和污染物的性质而决定，使用的清洗剂要具有良好的去污能力，同时又不能损害膜的过滤性能。
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如果用清水清洗就恢复膜的透过性能，则不需使用其他清洗剂。对于蛋白质的严重吸附所引起的膜污染，用蛋白酶(如胃蛋白酶、胰蛋白酶等)溶液清洗，效果较好。
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(3)、螺旋卷式(Spiral Wound)膜组件 目前,螺旋卷式膜组件被广泛地应用于多种膜分离过程。 膜、料液通道网、以及多孔的膜支撑体等通过适当的方式被组合在一起,然后将其装人能承受压力的外壳中制成膜组件。通过改变料液和过滤液流动通道的形式,这类膜组件的内部结构也可被设计成多种不同的形式。
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(4)、中空纤维(Hollow Fiber)膜组件 中空纤维膜组件的最大特点是单位装填膜面积比所有其他组件大, 最高可达到30000m2/m3。中空纤维膜组件也分为外压式和内压式。将大量的中空纤维安装在一个管状容器内,中空纤维的一端以环氧树脂与管外壳壁固封制成膜组件。料液从中空纤维组件的一端流人, 沿纤维外侧平行于纤维束流动,透过液则渗透通过中空纤维壁进入内腔,然后从纤维在环氧树脂的固封头的开端引出,原液则从膜组件的另一端流出。